1、PCB 化學(xué)鍍鎳 /金工藝介紹（一）印制電路板化學(xué)鎳 /金工藝是電路板表面涂覆可焊性涂層的一種。其工藝是在電路板阻焊膜工藝后在裸露銅的表面上化學(xué)鍍鎳， 然后化學(xué)鍍金。該工藝既能滿足日益復(fù)雜的電路板裝配焊接的要求， 又比電鍍鎳 /金工藝的成本低，更易于實現(xiàn)全自動化連續(xù)生產(chǎn)。同時更利于有效的保護(hù)導(dǎo)線的側(cè)邊緣。一、 化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鎳溶液的工藝配方很多， 采用次磷酸二氫鈉為還原劑的鍍液比較普遍。其實采用化學(xué)鍍鎳的方法，得不到純鎳鍍層，而是二元以上的鎳基合金。應(yīng)用最多的是以鎳為基，含有一定量的磷、硼、或氮的二元合金。電路板較適合于采用以次磷酸二氫鈉為還原劑的酸性鍍液（得到鍍層含磷量體裁衣 3-14%）。

2、酸性化學(xué)鍍鎳的 PH 值一般在內(nèi) 4-6，與堿性鍍液比其穩(wěn)定性高，易于維護(hù)，沉積速率高。但其操作溫度高。典型工藝如下：硫酸鎳（ NiSO4.7HO2）-21 克/升次磷酸鈉（ NaH2PO2.H2O）-18-26 克/升丙酸 -2毫升 /升乳酸 -30毫升 /升穩(wěn)定劑 -0-1 毫升 /升PH-4-6溫度 -80-90 度 C1、鍍液中各成份的作用及操作條件影響：1 / 611、鎳鹽 -硫酸鎳，他的作用是提供還原為金屬鎳所需的Ni2+離子。但是鎳鹽濃度不能過高，實踐結(jié)果表明，當(dāng)鎳鹽濃度增加到一定數(shù)值時，沉積速度趨于穩(wěn)定，這時PH 過高和絡(luò)合劑含量不足時，還會生成氫氧化鎳或亞磷酸鎳沉淀，影響鍍液

3、的穩(wěn)定性。12、還原劑 -次磷酸鈉為還原劑，提供 NI2+ 離子還原為金屬鎳所需的電子。濃度提高， 沉積速度加快，但比例濃度過高穩(wěn)定性下降。次磷酸鈉在鍍液中的作用主要是使 Ni2+ 離子還原為金屬鎳，但也有部分 H2PO2 離子被還原為磷。控制不同的鍍液組分及操作條件，可得到不同的含磷量（ 0-14%）的化學(xué)鎳。其比例濃度大于 20g/L 時沉積速度不再增加，過量添加所得鍍層粗糙無光澤， 甚至?xí)涉嚪?，使鍍液很分解失效?3、絡(luò)合劑 -作用是使 Ni2+ 離子生成穩(wěn)定絡(luò)合物，以防止氫氧化鎳或亞磷酸鎳沉淀的生成。同時可使結(jié)晶細(xì)致光亮。14、緩沖劑 -因為沉積速率、鍍層質(zhì)量、的穩(wěn)定性與PH 值有

4、很大關(guān)系。因此需加入適量的緩沖劑，使鍍液的PH 值穩(wěn)定在工藝所需的范圍內(nèi)。15、穩(wěn)定劑 -在化學(xué)鍍過程中，由于各種原因，常常在鍍液中產(chǎn)生一些細(xì)小的金屬鎳的顆粒， 這些金屬鎳微粒的表面做為眾多的催化中心將加速鍍液的分解。在實踐中發(fā)現(xiàn)，加入一些穩(wěn)定劑，它們能吸附在 NI 微粒的表面，以防止防止鍍液的自分解，加入量極少，若添加過量將會大大降低沉積速度。1 6、加速劑 -為了提高沉積速度，加些加速劑，這些加速劑2 / 6能降低絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑的功能，提高沉積速度。 現(xiàn)在普遍使用專利性的商用綜合添加劑。1 7、PH 值-提高 PH 值，可使沉積速度加速，也抑制了析氫的副反應(yīng)。但過高大于 6 時鍍液的自分解

5、嚴(yán)重， 太低時反應(yīng)無法進(jìn)行（一般 4.3-5.0）為宜。18、溫度 -隨溫度的升高沉積速度加快，每增加10 度 C，沉積速度加快一倍。實踐證明酸性次磷酸鎳鈉化學(xué)鍍液在60 度 C 以下，沉積速度非常慢，甚至根本不發(fā)生反應(yīng)。但超出過多，一方面能耗過大，另一方面易出現(xiàn)鍍液自分解現(xiàn)象。2、穩(wěn)定性及其維護(hù)21、當(dāng)鍍液出現(xiàn)如下現(xiàn)象時，就不能生產(chǎn)了。2 11、氣體不僅從鍍件表面逸出，而且從整個鍍液中放出，有甚至很劇烈。212、鍍液中出現(xiàn)黑色沉淀物。213、在容器壁及鍍件表面生成黑色鍍層。214、鍍液的顏色逐漸變淺。22、影響穩(wěn)定性的因素：221、鍍液的前處理不當(dāng) -鍍件在除油或浸蝕后清洗不徹底，將除油液或

6、浸蝕液帶入鍍液，使PH 值發(fā)生變化， PH 值過高或過低都會使鍍液出現(xiàn)沉淀。非金屬在鍍鎳前的鈀鹽活化液若清洗不干凈，將鈀鹽帶入鍍液，由于 pb2+離子 Ni2+ 離子還原為金屬Ni 的顆粒存在于鍍液中，也會加速鍍液的分解。3 / 62 22、鍍液的配比或鍍液配制方法不當(dāng)-若次磷酸鈉的濃度過高，會加速鍍液內(nèi)部還原反應(yīng)，使亞磷酸根濃度過高，易產(chǎn)生亞磷酸鎳沉淀；若鎳鹽濃度過高、絡(luò)合劑的濃度過底，由于產(chǎn)生氫氧化鎳沉淀而誘發(fā)鍍液自分解。另外，在配制鍍液時，還原劑、主鹽或堿加得過快，使局部濃度過高， 也會產(chǎn)生亞磷酸鎳或氫氧化鎳沉淀。有時，在配制鍍液時， 組分添加順序不當(dāng)或攪拌不充分，都可能誘發(fā)沉或金屬鎳顆

7、粒的產(chǎn)生，加速鍍液的自分解。2 23、操作方法不當(dāng) -如果用電爐或蒸氣直接加熱鍍液，使鍍液局部溫度過高，或者鍍液 PH 值過高，均會使鍍液迅速出現(xiàn)沉淀而加速鍍液分解。沉積速度過高，而得鍍液比較疏松，部分金屬顆粒進(jìn)入鍍液，形成催化中心，也會促進(jìn)鍍液的自分解。3、 鍍液的維護(hù)與管理：3、 1 嚴(yán)格按照一定的配比及配制方法配制鍍液。3、 2 加強鍍前處理中的清洗工序，不能將酸、堿或活化液帶入鍍液。3、 3 嚴(yán)格控制操作條件，如鍍液加熱要均勻，鍍液不能空載、裝載量要適宜，按工藝要求控制 PH 值等。3、 4 采用連續(xù)過濾的方法及時清除處理鍍液中的沉積物，保持容器壁的清潔。3、 5 建立分析鍍液成分的可

8、靠方法，定期分析主鹽、還原劑及亞磷酸根的含量，以更隨時調(diào)整鍍液。3、 6 加入適量的穩(wěn)定劑，以延長鍍注液的使用壽命，但不能添4 / 6加過量，以免降低沉積速度。3、 7 鍍液穩(wěn)定性與使用的鍍槽材料也有很大的關(guān)系，常用的有玻璃、搪瓷等， 大槽可用經(jīng)過硝酸鈍化過的不銹銅槽。不能用聚乙烯槽，它會污染鍍液。3、 8 鍍液定期從鍍槽中移出，將鍍槽進(jìn)行清理，洗凈沉積物，避免鎳磷合金鍍層附著在槽體上3、 9 嚴(yán)禁在鍍液中直接加入固體試劑，加入藥品時，將其配制成稀溶液，在不斷攪拌的情況下緩慢加入，加料時鍍液溫度應(yīng)在60度以下。3、10 當(dāng)鍍液受金屬雜質(zhì)污染時可用低電流密度通電處理的方法除去雜質(zhì)3、11 從化學(xué)鍍鎳的反應(yīng)式可知，在化學(xué)鍍鎳的同時，將伴隨產(chǎn)生大量的氫，氫在于阻焊層/銅的交界面，隨反應(yīng)速度的加快，酸的濃度就越大，在高溫條件下，會加速對阻焊層的破壞，嚴(yán)重時會產(chǎn)生阻焊層起泡。所以需要選擇合適的化學(xué)鍍鎳的穩(wěn)定劑使應(yīng)在較低的溫度下或以較慢的速度進(jìn)行，減少H 形成。3、12 由于化學(xué)鍍鎳層處于元件腳與銅焊盤之間，所以化學(xué)鍍鎳層的性能對于連接點的強度起著十分重要的作用。由于元件（如陶瓷BGA ）與 FR-4 電路板的熱膨脹系數(shù)不同，這就要求化